Robot Wireless - Câmera, GPS, entre outros.

[tgferreira]

Antes de mais, muito boa tarde a todos. O meu nome é Tiago Ferreira e não tenho qualquer experiência em robótica.

Neste momento, eu e mais alguns colegas do distrito de Coimbra decidimos concorrer a um projecto a nível nacional, e uma das componentes do nosso trabalho consiste em fazermos um robot. A verdade é que nenhum de nós tem conhecimentos de robótica, e de programação também são quase nulos.

Temos até Abril de 2012 para concluir o robot, mas quero por já mãos à obra.

Passo a fazer uma breve descrição de como pretendemos o robot, bem como as funcionalidades que desejamos:

O robot, preferencialmente iria ter mais ou menos a forma de uma retro-escavadora (mais adiante explico porquê). Um rectângulo para a base, movido com lagartas. No topo desse rectângulo um braço robótico.

Nesse braço robótico pretendo colocar também uma câmera de vídeo/webcam que transmita vídeo para um computador. Este braço terá também luzes LED (brancas em princípio) e Infravermelhos, para visão nocturna. Como é óbvio, este braço tem também uma "mão" para poder pegar e manobrar pequenos objectos, entre outras aplicações.

A comunicação do robot para o computador tem que ser feita por wireless (Wi-Fi). O robot irá ter também GPS e dois modos:

-O modo autónomo: inserimos as coordenadas GPS e o robot desloca-se para o local. Tem que ser ultra-sons ou outro tipo de sensores para se desviar de obstáculos, por exemplo;
-O modo "comandado": aqui o GPS poderá funcionar ou não. O robot é controlado através de Wi-Fi, num programa ou página web a desenvolver. A webcam transmite para o computador imagem em tempo real. Tem que se ter controlo de todas as funções: luzes, movimento do corpo e braço, etc. O GPS aqui poderia entrar do seguinte modo: inserimos as coordenadas e conduzimos o robot, mas ao mesmo tempo vemos (no computador) setas (podem ser numa caixa à parte da imagem para ser mais simples) que nos indiquem o caminho. Perfeito era que conseguisse utilizar um joystick de computador para o controlar.

É obrigatório que o robot tenha GPS, se não nem podemos concorrer a este concurso.

Agora: muito idealmente o robot poderia ser híbrido. Isto impõe as seguintes condições:
-O robot tem que ser bem isolado, "à prova de água";
-O robot tem que flutuar - acho que se resolvia facilmente, colocando almofadas de ar, p.e.;
-As lagartas tinham que ter os "dentes" mais compridos. Deste modo o robot ir-se-ia movimentar dentro de água.


Enfim, esqueçam o robot híbrido para já. Isso só depois de ele funcionar em terra é que se vai ver se pretendemos mesmo isso ou não.


Mas agora chego ao primeiro problema: que material tenho que comprar? E é por isto que vos venho pedir ajuda...

Na minha escola já temos o seguinte material:

1 Arduino Duemilanove
2 Servos RS-2
1 Line Follower com 3 IR's

Eu nem sei se podemos usar o Arduino. Não sei se dá para por wireless, GPS e para implementar as funções que pretendemos.

Quanto aos servos: também não percebo nada disto. Quer-me parecer (pelo tamanho) que são pouco potentes e no máximo vamos poder utilizá-los no braço robótico.

O line follower, julgo que nem vamos precisar.


Desde já agradeço a vossa ajuda. Se me puderem indicar mais ou menos o material que necessito, para fazer um orçamento e de seguida enviar o mesmo orçamento para pedir financiamentos seria o ideal. Um muito obrigado, uma vez mais.

Com os meus melhores cumprimentos,

Tiago Ferreira.

edit 1:
Ah, pretendia ainda que o robot tivesse um "braço" à frente, com lagartas (ou poderá ser sem) que gire a 360º, para o ajudar a passar alguma dificuldade no caminho, levantando-o, por exemplo.

Obrigado

[Silvio Severino]

Já fiz um projecto parecido, podes utilizar a tecnologia ZigBee, para a transmissão de dados.
Não vai ser fácil o projecto que fiz é parecido ao que queres fazer e englobou muito trabalho.

Já agora estas a participar em que competição?

[CBX]

boas e bem vindo...

podes usar o arduino ligado a um modulo GPS e a um Wi-Fi sem problemas, há bastante exemplos pela net...

para a câmara podes usar um sistema "pan and tilt" é bastante simples e só precisa de 2 servos, para o braço também existem bastantes projectos pela net fora, se quiserem uma coisa já feita: http://www.sparkfun.com/products/10826 e http://www.sparkfun.com/products/10332, basta montar e como é em alumínio é resistente...

para o robot se desviar de objectos podem usar ou infravermelhos ou ultra-sons...

"à prova de água" acho difícil e dispendioso...

se nenhum tem experiência nem em programação nem em electrónica aconselho a começarem pelo básico e ganhar bases primeiro antes de se aventurarem por esses caminhos...

Já fiz um projecto parecido, podes utilizar a tecnologia ZigBee, para a transmissão de dados.
Não vai ser fácil o projecto que fiz é parecido ao que queres fazer e englobou muito trabalho.

Já agora estas a participar em que competição?

"A comunicação do robot para o computador tem que ser feita por wireless (Wi-Fi)."

e de qualquer maneira o arduino não tem poder de processamento suficiente para transmitir vídeo, a câmara tem de ser independente...

[dvdt]

eh eh ja parece o meu mas o meu ainda esta em desenvolvimento neste momento esta meio parado mas podes ver uma fotos do chassi no meu blog
por equanto ainda so anda atraves de um comando mas qualquer dia meto outro arduino com gps e sensores pois assim quando quiser mudar de modo e so clicar num botao
p.s. codigo para o modo telecomandado esta no blog se te quiseres servir estas a vontade e open source agora para o resto ainda nao comecei a persar nisso e em breve posto ai uns videos do bicho a andar
a parte de gsp vai ver isto e isto parecido com o que tu queres

[tgferreira]

Boas,
Obrigado pela resposta.

Consultei os links que me deste, mas ainda assim continuo sem saber ao certo o que fazer. Talvez deva começar por algo simples, que é uma dúvida que tenho.

Um arduino tem um número limitado de entradas. Pelo que me apercebi, o módulo de GPS ocupava logo umas quatro, se não estou em erro. Assim não vou ficar logo sem entradas para o resto das funções? Que alternativas tenho?

Obrigado

[senso]

Se não precisares de enviar nada para o GPS basta um simples fio, o TX do GPS que liga no RX do Arduino.

Então vamos por partes, tens até Abril para fazer um robot super complexo sem qualquer experiência, vai ser complicado a não ser que tenhas assim tempo livre a pontapé e dias de 25h ou mais.
Um Arduino é pouco para tudo isso, porque fazer o parse da informação do GPS é algo intensivo e que consome muita RAM, e até existe um shield com um GPS e um Atmega328p extra que faz simplesmente o parsing das strings NMEA do GPS e envia só os dados já formatados, depois é a questão de que o Arduino Duemilanove ou Uno só têm uma porta serial, nativa, por isso recomendo um Seeduino Mega que é como um Arduino Mega mas com TODOS os pinos do micro-controlador em headers e é bem mais barato, pouco mais caro que um simples Uno.

O braço robótico podes fazer um com servos ou comprar um, por exemplo da Parallax, mas são caros.
Já pensaste no que vais usar para alimentar o teu Robot?
Isso é um monte de coisas que consomem todas moderadamente bem.

Tens por exemplo este chassis com lagartas da Dagu e os motores até têm encoders, e segundo aluns comentários é possivel torna-lo mais ou menos á prova de água, como não sei, mas se calhar não será muito fiavel, e provavelmente será bem complexo pois tens 4 eixos de motores que tens de arranjar maneira de meter lá vedantes.

A flutuação não é assim tão simples quanto pensas, e precisas de um volume bastante grande para meter um robot com tanta tralha em cima, e depois as lagartas compridas não sei como irás conseguir resolver esse assunto.

E quanto ao WiFi, usas um shield ou um router?

[tgferreira]

Ok, vamos esquecer a parte da flutuação então

Quanto ao seeeduino, pelo que entendi é exactamente o mesmo que um arduino, mas maior, certo?

Quanto ao GPS quero que funcione nos dois sentidos. Isto é:
-Envio coordenadas do PC para o GPS (ou marco a rota no Google Earth, por exemplo), e o robot desloca-se para lá
-Insiro as coordenadas no PC (ou marco a rota, uma vez mais). O GPS vê a posição do robot, e pelo meio de setas guia-me até lá. No entanto podemos esquecer este ponto, desde que consiga monitorizar em tempo real a posição do robot, para que eu consiga guia-lo, mesmo sem as setas.

Portanto, GPS: ficamos com o primeiro ponto apenas, mas tenho que o poder localizar em tempo real.

O seeeduino mega, é este - http://www.seeedstudio.com/depot/seeeduino-mega-p-717.html ?

Ah, pretendo alimentar o robot por baterias. Ainda tenho que definir quais as mais apropriadas.

Quanto ao braço: vi agora um da Parallax, mas é mesmo muito caro (500$) e ainda assim pareceu-me muito simples. E se fosse o Edge Robotic Arm? Este só levanta 100g, mas se calhar, se lhe modificasse os servos tinha mais força. Não sei. Basicamente o braço vai servir de "guia" da webcam. O que acham?

Finalmente: shield ou router? Sinceramente não sei. Não estou bem a ver quais as vantagens de cada um. Se me pudessem ajudar nesta parte, agradecia

Uma vez mais, obrigado

[tgferreira]

boas e bem vindo...

podes usar o arduino ligado a um modulo GPS e a um Wi-Fi sem problemas, há bastante exemplos pela net...

para a câmara podes usar um sistema "pan and tilt" é bastante simples e só precisa de 2 servos, para o braço também existem bastantes projectos pela net fora, se quiserem uma coisa já feita: http://www.sparkfun.com/products/10826 e http://www.sparkfun.com/products/10332, basta montar e como é em alumínio é resistente...

para o robot se desviar de objectos podem usar ou infravermelhos ou ultra-sons...

"à prova de água" acho difícil e dispendioso...

se nenhum tem experiência nem em programação nem em electrónica aconselho a começarem pelo básico e ganhar bases primeiro antes de se aventurarem por esses caminhos...

Já fiz um projecto parecido, podes utilizar a tecnologia ZigBee, para a transmissão de dados.
Não vai ser fácil o projecto que fiz é parecido ao que queres fazer e englobou muito trabalho.

Já agora estas a participar em que competição?

"A comunicação do robot para o computador tem que ser feita por wireless (Wi-Fi)."

e de qualquer maneira o arduino não tem poder de processamento suficiente para transmitir vídeo, a câmara tem de ser independente...

Desculpem, só vi os vossos posts agora :S

Obrigado pelas vossas respostas

É o seguinte: o projecto é o monIT, e sei que o robot é muito complexo para começarmos. Mas a verdade é que se não conseguirmos coloca-lo mais ou menos assim, não conseguimos sequer concorrer a este projecto.

Pensando bem, esse sistema de Pan and Tilt parece-me muito bem. E barato! Acho que esse ainda é melhor do que o Edge Robotic Arm que falei aqui em cima.

Finalizando: Então como faria para a câmera? Tem que ser uma que envie o vídeo por wireless autonomamente?

Cumprimentos

[senso]

O GPS só te dá coordenadas em que estás e mais umas informações, tu não lhe envias nada, o que fazes é guardar as coordenadas de destino usando um sistema de controlo guias o robot até ás coordenadas de destino, mas não é o gps que faz isso, o gps só te diz, estás aqui, e com um certo erro é claro.

A camera podes sempre usar um router wireless com entradas USB, e que seja compativel com DDWRT ou OpenWrt, que terás de instalar e configurar para fazer o que queres.

[tgferreira]

O GPS só te dá coordenadas em que estás e mais umas informações, tu não lhe envias nada, o que fazes é guardar as coordenadas de destino usando um sistema de controlo guias o robot até ás coordenadas de destino, mas não é o gps que faz isso, o gps só te diz, estás aqui, e com um certo erro é claro.

A camera podes sempre usar um router wireless com entradas USB, e que seja compativel com DDWRT ou OpenWrt, que terás de instalar e configurar para fazer o que queres.

Boas
Mas então como é que posso colocar o robot a guiar-se para umas certas coordenadas? :/

[senso]

Hipotéticamente e ignorando unidades de medida e etc..
Supões que queres ir para o ponto X=22, Y=33 e estás no ponto X=20, Y=30, isto quer dizer que o teu ponto de destino está a 2 casas no eixo do X e 3 casa do eixo do Y, usando controlo dos motores tens duas opções(até mais, mas vamos ficar pelas duas), ou andas em cada um dos eixos á vez, por exemplo vais até X=22,Y=30 e depois vais até X=22,Y=33, ou então calculas a diagonal e vais basicamente a direito, mas como dizes existe obstaculos, por isso terás de ao mesmo tempo que te diriges para um ponto tens de te desviar dos obstaculos e introduzir correções na rota de forma a manteres a tua direcção para o ponto desejado, e só aqui tens pano para mangas.

[zordlyon]

Olá, vi agora aqui este tópico, e porque que em vez de gastar dinheiro num router + webcam + tempo a configurar tudo, não usa uma CMUCam que já tem um ARM7 incluido e com uma flash memory que é muito mais compacta e poupa muito espaço do que ter um router, e tem saída para servos e tudo...Portanto poderia ter o processamento de imagem na CMUCam... Usando depois um simples arduino em MasterSlave poderia ter a vontade o GPS e os sensores que quisesse independente da Cam...

Cumprimentos,
André Carvalho.

[senso]

Acho que a camera que ele quer é só mesmo para ver quando está em modo manual.

Espero que não leves a mal responder á PM em publico pois é informação que pode ficar acessivel a todos.

O problema é que não entendi o seguinte: ok, as coordenadas de gps que vamos usar são x,y,z, para a triangulação do local.

Eu no pc vejo que estou nas coordenadas (GPS) 1,1,1 e quero ir para as coordenadas 3,3,3. É possível que o robot o faça, que já o vi na internet. Mas só tenho que ter o módulo de GPS e o seeeduino mega, e eles calculam o caminho automaticamente? Não estou a perceber muito bem :/

Obrigado uma vez mais.

btw: quanto a rectas, e calcular a distância entre dois pontos e etc, eu entendo isso

O Arduino como penso que já sabes não é um computador nem uma entidade mágica que faz a coisas automaticamente sem qualquer instrução, terás de ser tu a programar essa navegação e todos os calculas e acredito que são bem pesadinhos para um micro de 8 bits.
Nunca o fiz portanto não te sei dar detalhes, mas a coisa a reter é que isso se chama waypoint navigation, pesquisa no goole por Arduino waypoint navigation e vais ter muito código para ler.
Quanto a duvidas estás sempre á vontade para as deixar aqui que vou ajudando no que puder.
Já agora, que competição é essa?

[XicoMBD]

Quanto ao GPS dá uma olhada aqui: http://letsmakerobots.com/node/19554
Ele explica bastante bem essa parte.


Já agora, não percebi bem quais as dimensões do robot, mas já pensaste em incluir um netbook nele?
Traria-te bastantes vantagens, simplicificava-te imenso as coisas e provavelmente até poupavas algum dinheiro 

[dvdt]

xicombd eu no inicio do topico ja forneci esse link mas pelo que parece nao deu grande ajuda